MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
LỜI MỞ ĐẦU
GIỚI THIỆU
Chương 1 : - XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI VÀ TÂM PHỤ TẢI
1.1.Khái quát 8
1.2.Áp dụng công thức trên tính phụ tải và tâm phụ tải cho từng nhóm tải
1.2.1.Tầng hầm 8
1.2.2.Tầng trệt 9
1.2.3.Tầng 1 đến tầng 10 9
1.2.4.Tầng 11 10
1.2.5.Tầng 12 11
Chương 2 : - TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG
2.1.Chiếu sáng tầng hầm 12
2.1.1.Bãi giữ xe gắn máy 12
2.1.2.Bãi giữ xe ô tô 13
2.2.Chiếu sáng WC 15
2.3.Chiếu sáng tầng trệt 16
2.4.Chiếu sáng tầng 1 17
2.5.Chiếu sáng tầng 11 19
2.5.1. Chiếu sáng P.Giám Đốc 19
2.5.2.Chiếu sáng P.P.Giám Đốc (phòng nhỏ) 20
2.5.3.Chiếu sáng sảnh chung 21
2.6.Chiếu sáng tầng 12 23
2.6.1.Chiếu sáng P.HỌP 23
2.6.2.Chiếu sáng HỘI TRƯỜNG 23
2.6.3.Chiếu sáng sảnh chung 25
2.7.Phụ tải tính toán thang máy 25
2.8.Phụ tải tính toán bơm nước toàn tòa nhà 25
2.8.1.Phụ tải tính toán bơm nước sinh hoạt toàn tòa nhà 25
2.8.2.Phụ tải tính toán bơm nước phòng cháy chữa cháy (PCCC) 25
2.9.Tính toán bằng phần mềm LUXICON 26
2.9.1.Giới thiệu phần mềm LUXICON 26
2.9.2.Tính toán chiếu sáng P.Giám Đốc tầng 11 bằng phần mềm Luxicon. 26
Chương 3: - XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN
3.1.Khái quát 38
3.2.Tính toán cụ thể 38
3.2.1.Tầng hầm 38
3.2.2.Tầng trệt 38
3.2.3.Tầng 1 39
3.2.4.Tầng 2 đến tầng 10 39
3.2.5.Tầng 11 39
3.2.6.Tầng 12 39
Chương 4 : - PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN
4.1.Khái quát 41
4.2.Lựa chọn sơ đồ cung cấp điện, sơ đồ trạm biến áp, so sánh kinh tế 41
4.2.1.Chọn điện áp định mức của mạng điện 41
4.2.2.Chọn nguồn điện 41
4.2.3.Chọn sơ đồ mạng điện áp cao 42
4.2.4.Sơ đồ mạng điện áp thấp 43
4.2.5.Chọn sơ đồ trạm biến áp (TBA) 43
Chương 5 : - CẤU TRÚC VÀ BỐ TRÍ TRẠM BIẾN ÁP
5.1.Khái quát và phân loại 50
5.1.1.Trạm biến áp trung gian 50
5.1.2.Trạm biến áp phân xưởng 50
5.2.Chọn vị trí TBA 50
5.3.Sơ đồ nối dây TBA 51
5.4.Chọn cấu trúc trạm (TBA) 51
Chương 6 : - CHỌN CÁC PHẦN DẪN ĐIỆN VÀ CÁCH ĐI DÂY
6.1.Tổng quát 53
6.1.1.Thanh góp 53
6.1.2.Dây dẫn 53
6.1.3.Cách chọn dây, cáp 53
6.2.Xác định phần dẫn điện cụ thể cho toà nhà 54
6.2.1.Chọn thanh dẫn cứng tủ phân phối chính (TPPC) 54
6.2.2.Chọn dây dẫn đường dây trên không 10KV 55
6.2.3.Chọn cáp hạ áp từ máy biến áp (MBA) đến các tủ phân phối (TPP) 55
6.2.4.Chọn dây dẫn từ các TPP đến tủ điện của từng tầng 58
Chương 7 : - CHỌN CÁC KHÍ CỤ ĐIỆN
7.1.Tổng quát 63
7.2.Lựa chọn các khí cụ điện 63
7.2.1.Chọn Aptomat 63
7.2.2.Chọn cầu chì 63
7.2.3.Lựa chọn biến dòng (BI) 63
7.2.4.Chọn chống sét van (CSV) 64
7.3.Tính toán lựa chọn cụ thể cho toà nhà 64
7.3.1.Chọn cầu chì tự rơi (FCO) 64
7.3.2.Chọn chống sét van (CSV) 65
7.3.3.Chọn BI 65
7.4.Chọn Aptomat 66
7.4.1.Chọn aptomat tại tủ phân phối TBA toà nhà 66
7.4.2.Chọn aptomat tại tủ phân phối của các nhóm tải 66
Chương 8 : -TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN ÁP, ĐIỆN NĂNG
8.1.Khái niệm chung về tổn thất 70
8.1.1.Tổn thất điện áp trong mạng điện 70
8.1.2.Tính toán tổn thất điện áp cụ thể đối với toà nhà 70
8.1.3.Tổn thất công suất và tổn thất điện năng. 73
8.1.4.Tính toán cụ thể tổn thất công suất và tổn thất điện năng toà nhà. 73
8.2.Tính ngắn mạch 75
8.2.1.Khái niệm về ngắn mạch 75
8.2.2.Tính toán ngắn mạch và kiểm tra Aptomat cụ thể cho toà nhà 75
Chương 9 : - NÂNG CAO HỆ SỐ COS
9.1.Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số cos 79
9.2.Tính toán dung lượng bù cho toà nhà 80
Chương 10 : - THIẾT KẾ CHỐNG SÉT
10.1.Khái niệm 82
10.2.Một số kỹ thuật chống sét mới hiện nay 82
10.2.1.Kế hoạch thực hiện 6 điểm 82
10.2.2.Thiết bị chống sét tia tiên đạo 83
10.3.Tính toán chống sét cho toà nhà 84
Chương 11 : -TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT
11.1.Tổng quan về nối đất 85
11.2.Tính toán trang bị nối đất 85
11.2.1.Thiết kế nối đất cho trạm biến thế 86
11.2.2.Thết kế nối đất chống sét 87
KẾT LUẬN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
90 trang |
Chia sẻ: banmai | Lượt xem: 1937 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Thiết kế cung cấp điện cho tòa nhà cao ốc văn phòng công ty cổ phần gạch ngói Đồng Nai, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
án.
=> >
Vậy : Thanh dẫn đã chọn thoã mãn điều kiện phát nóng.
6.2.2.Chọn dây dẫn đường dây trên không 10KV đến trạm biến áp (TBA) toà nhà (L = 0,5km)
- Ta chọn theo Jkt. Xét Tmax = 3650h. Tra bảng 4.3: Trị số Jkt theo Tmax và loại dây, sách “sổ tay LỰA CHỌN VÀ TRA CỨU THIẾT BỊ ĐIỆN từ 0,4 đến 500KV”, tác giả Ngô Hồng Quang, trang 194. Chọn Jkt = 1,1 [A/mm2].
Dòng điện tính toán cao áp của trạm biến áp :
=>
Tra bảng 4.55 : Cáp đồng 6 đến 10KV, ba lõi, cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật Bản) chế tạo, sách “sổ tay LỰA CHỌN VÀ TRA CỨU THIẾT BỊ ĐIỆN từ 0,4 đến 500KV”, tác giả Ngô Hồng Quang, trang 271.
Chọn F = 25 mm2 ,Icp = 140A ; r0 = 0,727 [W/Km] ; x0 = 0,118 [W/Km].
- Kiểm tra lại theo điều kiện phát nóng :
Chọn qqđ = 250C : Nhiệt độ định mức của môi trường chế tạo
qqđ = 800C : Nhiệt độ cho phép lâu dài
qxq = 350C : Nhiệt độ môi trường tính toán.
=> >
Vậy : Dây dẫn đã chọn thoã mãn điều kiện phát nóng.
6.2.3.Chọn cáp hạ áp từ máy biến áp (MBA) đến các tủ phân phối (TPP) của toà nhà.
- Chọn cáp từ máy biến áp ( MBA) đến tủ phân phối chính (TPPC) của toà nhà (L = 2m ).
Do cáp chôn ngầm trong đất :
K4 = 0,8 ( Cách lắp đặt dây : cáp chôn trong ống rãnh )
K5 = 0,9 ( Số lượng dây đặt kề nhau : đặt 2 cáp )
K6 = 1,05 ( Tính chất đất chôn cáp : ẩm )
K7 = 1 ( Nhiệt độ của đất : 200C )
=> Khc = K4.K5.K6.K7 = 0,76
Dòng điện tính toán hạ áp của toàn toà nhà:
Tra bảng 4.11 : Cáp hạ áp 1 lõi đồng, cách điện PVC do LENS chế tạo. Sách “HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN”, tác giả PHAN THANH BÌNH, DƯƠNG LAN HƯƠNG, PHAN THỊ THU VÂN, trang 44.
Chọn F = 3G530 [mm2] ; R0 = 0,234 [W/Km] ; Icp = 850 [A]
Kiểm tra lại : Khc.Icp = 0,76.850 = 646 [A] > IttS = 605,68 [A] => Thoã mãn
- Chọn cáp từ trạm biến áp (TBA) đến tủ điện tầng hầm (TPP1) (L = 8m)
Ptt-TPP1 = Ptt-H + Ptt-T + Ptt-L1 + Ptt-BSH = 9,18 + 23,33 + 23,09 + 2 = 57,6 [KW]
Qtt-TPP1 = Qtt-H + Qtt-T + Qtt-L1 + Qtt-BSH = 8,21 + 19,25 + 19,11 + 1,48 =48,05 [KVAR]
Tra bảng 4.24 : Cáp hạ áp 3, 4 lõi đồng, cách điện PVC do LENS chế tạo. Sách “sổ tay LỰA CHỌN VÀ TRA CỨU THIẾT BỊ ĐIỆN từ 0,4 đến 500KV”, tác giả Ngô Hồng Quang, trang 249.
Chọn cáp đồng 3 lõi cách điện PVC có thông số sau :
F = 3x35 [mm2] ; R0 = 0,524 [W/Km] ; Icp = 174 [A]
Kiểm tra lại : Khc.Icp = 0,76.174 = 132,24 [A] > Itt-TPP1 = 116,27 [A] => Thoã mãn
Tủ điện TPP1 ở tầng hầm ta đặt một hộp chia điện cho 3 tầng ( tầng hầm, tầng trệt, tầng 1 ). Thiết kế một đường trục chạy dọc hành lang, từ đó lấy điện cho các tầng. Mỗi tầng ta đặt một bảng điện. Chọn dây dẫn cho các tầng, chọn kiểu đi dây âm tường.
- Chọn cáp từ trạm biến áp (TBA) đến nhà tủ điện tầng 2 (TPP2) (L = 17m)
Ptt-TPP2 = Ptt-L2 + Ptt-L3 + Ptt-L4 = 23,09.3 = 69,27 [KW]
Qtt-TPP2 = Qtt-L2 + Qtt-L3 + Qtt-L4 = 19,11.3 = 57,33 [KVAR]
Tra bảng 4.24 : Cáp hạ áp 3, 4 lõi đồng, cách điện PVC do LENS chế tạo. Sách “sổ tay LỰA CHỌN VÀ TRA CỨU THIẾT BỊ ĐIỆN từ 0,4 đến 500KV”, tác giả Ngô Hồng Quang, trang 249.
Chọn cáp đồng 3 lõi cách điện PVC có thông số sau :
F = 3G50 [mm2] ; R0 = 0,387 [W/Km] ; Icp = 206 [A]
Kiểm tra lại : Khc.Icp = 0,76.206 = 156,6 [A] > Itt-TPP2 = 139,2 [A] => Thoã mãn
- Chọn cáp từ trạm biến áp (TBA) đến tủ điện tầng 5 (TPP3) (L = 26m)
Thông số cáp giống cáp từ trạm biến áp (TBA) đến tủ điện tầng 2 (TPP2)
- Chọn cáp từ trạm biến áp (TBA) đến tủ điện tầng 8 (TPP4) ( L= 35m)
Thông số cáp giống cáp từ trạm biến áp (TBA) đến tủ điện tầng 2 (TPP2)
- Chọn cáp từ trạm biến áp (TBA) đến tủ điện tầng 11 (TPP5) (L = 44m)
Ptt-TPP5 = Ptt-L11 + Ptt-L12 = 26,23 + 23,79 = 49,79 [KW]
Qtt-TPP5 = Qtt-L11 + Qtt-L12 = 23,4 + 20,79 = 44,19 [KVAR]
Tra bảng 4.24 : Cáp hạ áp 3, 4 lõi đồng, cách điện PVC do LENS chế tạo. Sách “sổ tay LỰA CHỌN VÀ TRA CỨU THIẾT BỊ ĐIỆN từ 0,4 đến 500KV”, tác giả Ngô Hồng Quang, trang 249.
Chọn cáp đồng 3 lõi cách điện PVC có thông số sau :
F = 3x35 [mm2] ; R0 = 0,524 [W/Km] ; Icp = 174 [A]
Kiểm tra lại : Khc.Icp = 0,76.174 = 132,24 [A] > Itt-TPP5 = 103,9 [A] => Thoã mãn
- Chọn cáp từ trạm biến áp (TBA) đến tủ điện thang máy, PCCC (TPP6)
(L = 23m)
Ptt-TPP6 = Ptt-TM + Ptt-PCCC = 14,26 + 0,1 = 14,36 [KW]
Qtt-TPP6 = Qtt-TM + Qtt-PCCC = 18,98 + 0,075 = 19,06 [KVAR]
Tra bảng 4.24 : Cáp hạ áp 3, 4 lõi đồng, cách điện PVC do CADIVI chế tạo. Sách “sổ tay LỰA CHỌN VÀ TRA CỨU THIẾT BỊ ĐIỆN từ 0,4 đến 500KV”, tác giả Ngô Hồng Quang, trang 249.
Chọn cáp đồng 4 lõi cách điện PVC có thông số sau :
F = 3x4 [mm2] ; R0 = 4,61 [W/Km] ; Icp = 53 [A]
Kiểm tra lại : Khc.Icp = 0,76.53 = 40,6 [A] > Itt-TPP6 = 36,94 [A] => Thoã mãn
6.2.4.Chọn dây dẫn từ các TPP đến tủ điện của từng tầng
- Chọn dây dẫn từ TPP1 đến tầng hầm (TĐL-TH) (L = 0,5m)
Ptt-H = 9,18 (KW) ; Qtt-H = 8,21 [KVA]
Tra bảng 4.14 : Cáp hạ áp 4 lõi đồng, cách điện PVC do CADIVI chế tạo. Sách “sổ tay LỰA CHỌN VÀ TRA CỨU THIẾT BỊ ĐIỆN từ 0,4 đến 500KV”, tác giả Ngô Hồng Quang, trang 237.
Chọn cáp đồng 4 lõi cách điện PVC có thông số sau :
F = 3x3,5 [mm2] ; R0 = 5,3 [W/Km] ; Icp = 27 [A]
Kiểm tra lại : Khc.Icp = 0,76.27 = 20,5 [A] > Itt-H = 19,06 [A] => Thoã mãn
- Chọn dây dẫn từ TPP1 đến tầng trệt (TĐL-TT) ( L= 3,5m)
Ptt-T = 23,33 [KW] ; Qtt-T = 19,25 [KVAR]
Tra bảng 4.14 : Cáp hạ áp 4 lõi đồng, cách điện PVC do CADIVI chế tạo. Sách “sổ tay LỰA CHỌN VÀ TRA CỨU THIẾT BỊ ĐIỆN từ 0,4 đến 500KV”, tác giả Ngô Hồng Quang, trang 237.
Chọn cáp đồng 4 lõi cách điện PVC có thông số sau :
F = 3x16 [mm2] ; R0 = 1,15 [W/Km] ; Icp = 68 [A]
Kiểm tra lại : Khc.Icp = 0,76.68 = 51,67 [A] > Itt-T = 46,8 [A] => Thoã mãn
- Chọn dây dẫn từ TPP1 đến bơm nước sinh hoạt (TĐL-BSH) ( L= 10m)
Ptt-BSH = 2 [KW] ; Qtt-BSH = 1,48 [KVAR]
Tra bảng 4.13 : Cáp hạ áp 3 lõi đồng, cách điện PVC do CADIVI chế tạo. Sách “sổ tay LỰA CHỌN VÀ TRA CỨU THIẾT BỊ ĐIỆN từ 0,4 đến 500KV”, tác giả Ngô Hồng Quang, trang 236.
Chọn cáp đồng 3 lõi cách điện PVC có thông số sau :
F = 3x1 [mm2] ; R0 = 18,1 [W/Km] ; Icp = 14 [A]
Kiểm tra lại : Khc.Icp = 0,76.14 = 10,64 [A] > Itt-BSH = 3,9 [A] => Thoã mãn
- Chọn dây dẫn từ TPP1 đến tầng 1 (TĐL-L1) ( L= 7m)
Ptt-L1 = 23,09 [KW] ; Qtt-L1 = 19,11 [KVAR]
Tra bảng 4.14 : Cáp hạ áp 4 lõi đồng, cách điện PVC do CADIVI chế tạo. Sách “sổ tay LỰA CHỌN VÀ TRA CỨU THIẾT BỊ ĐIỆN từ 0,4 đến 500KV”, tác giả Ngô Hồng Quang, trang 237.
Chọn cáp đồng 4 lõi cách điện PVC có thông số sau :
F = 3x16 [mm2] ; R0 = 1,15 [W/Km] ; Icp = 68 [A]
Kiểm tra lại : Khc.Icp = 0,76.68 = 51,67 [A] > Itt-L1 = 46,4 [A] =>Thoã mãn
- Chọn dây dẫn từ TPP2 đến tầng 2, tầng 3, tầng 4 (TĐL-L2, TĐL-L3, TĐL-L4)
Thông số cáp giống cáp từ TPP1 đến tầng 1 (TĐL-L1)
- Chọn dây dẫn từ TPP3 đến tầng 5, tầng 6, tầng 7 (TĐL-L5, TĐL-L6, TĐL-L7)
Thông số cáp giống cáp từ TPP1 đến tầng 1 (TĐL-L1)
- Chọn dây dẫn từ TPP4 đến tầng 8, tầng 9, tầng 10
(TĐL-L8, TĐL-L9, TĐL-L10)
Thông số cáp giống cáp từ TPP1 đến tầng 1 (TĐL-L1)
- Chọn dây dẫn từ TPP5 đến tầng 11 (TĐL-L11) ( L= 0,5m)
Ptt-L11 = 26,23 [KW] ; Qtt-L11 = 23,4 [KVAR]
Tra bảng 4.14 : Cáp hạ áp 4 lõi đồng, cách điện PVC do CADIVI chế tạo. Sách “sổ tay LỰA CHỌN VÀ TRA CỨU THIẾT BỊ ĐIỆN từ 0,4 đến 500KV”, tác giả Ngô Hồng Quang, trang 237.
Chọn cáp đồng 4 lõi cách điện PVC có thông số sau :
F = 3x22 [mm2] ; R0 = 0,84 [W/Km] ; Icp = 82 [A]
Kiểm tra lại : Khc.Icp = 0,76.82 = 62,32 [A] > Itt-L11 = 54,4 [A] => Thoã mãn
- Chọn dây dẫn từ TPP5 đến tầng 12 (TĐL-L12) ( L= 4,5m)
Ptt-L12 = 23,79 [KW] ; Qtt-L12 = 20,79 [KVAR]
Tra bảng 4.14 : Cáp hạ áp 4 lõi đồng, cách điện PVC do CADIVI chế tạo. Sách “sổ tay LỰA CHỌN VÀ TRA CỨU THIẾT BỊ ĐIỆN từ 0,4 đến 500KV”, tác giả Ngô Hồng Quang, trang 237.
Chọn cáp đồng 4 lõi cách điện PVC có thông số sau :
F = 3x16 [mm2] ; R0 = 1,15 [W/Km] ; Icp = 68 [A]
Kiểm tra lại : Khc.Icp = 0,76.68 = 51,68 [A] > Itt-L12 = 48,9 [A] => Thoã mãn
- Chọn dây dẫn từ TPP6 đến tủ điện thang máy (TĐL-TM) ( L= 45m)
Ptt-TM = 14,26 [KW] ; Qtt-TM = 18,98 [KVAR]
Tra bảng 4.14 : Cáp hạ áp 4 lõi đồng, cách điện PVC do CADIVI chế tạo. Sách “sổ tay LỰA CHỌN VÀ TRA CỨU THIẾT BỊ ĐIỆN từ 0,4 đến 500KV”, tác giả Ngô Hồng Quang, trang 237.
Chọn cáp đồng 4 lõi cách điện PVC có thông số sau :
F = 3x4 [mm2] ; R0 = 4,61 [W/Km] ; Icp = 53 [A]
Kiểm tra lại : Khc.Icp = 0,76.53 = 40,28 [A] > Itt-TM = 36,74 [A] => Thoã mãn
- Chọn dây dẫn từ TPP6 đến tủ điện PCCC (TĐL-PCCC) ( L= 10m)
Ptt-PCCC = 0,1 [KW] ; Qtt-PCCC = 0,075 [KVAR]
Tra bảng 4.8 : Dây dẫn hạ áp lõi đồng và nhôm, cách điện PVC do CADIVI chế tạo ( dây cứng một sợi ). Sách “sổ tay LỰA CHỌN VÀ TRA CỨU THIẾT BỊ ĐIỆN từ 0,4 đến 500KV”, tác giả Ngô Hồng Quang, trang 231.
Chọn 3 dây dẫn lõi đồng đơn mềm, cách điện PVC, thông số mỗi dây là :
F = 3x0,5 [mm2] ; R0 = 35,7 [W/Km] ; Icp = 5 [A]
Kiểm tra lại : Khc.Icp = 0,76.5.3 = 11,4 [A] > Itt-PCCC = 0,3 [A] => Thoã mãn
Bảng tổng kết chọn dây/cáp cho toàn toà nhà.
Dây/cáp
F
[mm2]
R0
W/Km
Icp
[A]
Cách điện
Hãng chế tạo
Chọn thanh dẫn cứng tủ phân phối chính (TPPC) đặt tại trạm biến áp toà nhà.
600
0,04
1475
PVC
LENS
Chọn dây dẫn đường dây trên không 10KV đến trạm biến áp (TBA) toà nhà
(L = 0,5Km)
3x25
0,727
140
XLPE
FURUK
Chọn cáp từ máy biến áp ( MBA) đến tủ phân phối chính (TPPC) của toà nhà
(L = 2m )
3x530
0,234
850
PVC
LENS
Chọn cáp từ trạm biến áp (TBA) đến tủ điện tầng hầm (TPP1) (L = 8m)
3x35
0,524
174
PVC
LENS
Chọn cáp từ trạm biến áp (TBA) đến nhà tủ điện tầng 2 (TPP2) (L = 17m)
3x50
0,387
206
PVC
LENS
Chọn cáp từ trạm biến áp (TBA) đến tủ điện tầng 5 (TPP3) (L = 26m)
3x50
0,387
206
PVC
LENS
Chọn cáp từ trạm biến áp (TBA) đến tủ điện tầng 8 (TPP4) ( L= 35m)
3x50
0,387
206
PVC
LENS
Chọn cáp từ trạm biến áp (TBA) đến tủ điện tầng 11 (TPP5) (L = 44m)
3x35
0,524
174
PVC
LENS
Chọn cáp từ trạm biến áp (TBA) đến tủ điện thang máy, PCCC (TPP6) (L = 23m)
3x4
4,61
53
PVC
CADIVI
Chọn dây dẫn từ TPP1 đến tầng hầm (TĐL-TH) (L = 0,5m)
3x3,5
5,3
27
PVC
CADIVI
Chọn dây dẫn từ TPP1 đến tầng trệt (TĐL-TT) ( L= 3,5m)
3x16
1,15
68
PVC
CADIVI
Chọn dây dẫn từ TPP1 đến bơm nước sinh hoạt (TĐL-BSH) ( L= 10m)
3x1
18,1
14
PVC
CADIVI
Chọn dây dẫn từ TPP1 đến tầng 1
(TĐL-L1) ( L= 7m)
3x16
1,15
68
PVC
CADIVI
Chọn dây dẫn từ TPP2 đến tầng 2, tầng 3, tầng 4 (TĐL-L2, TĐL-L3, TĐL-L4)
3x16
1,15
68
PVC
CADIVI
Chọn dây dẫn từ TPP3 đến tầng 5, tầng 6, tầng 7 (TĐL-L5, TĐL-L6, TĐL-L7)
3x16
1,15
68
PVC
CADIVI
Chọn dây dẫn từ TPP4 đến tầng 8, tầng 9, tầng 10 (TĐL-L8, TĐL-L9, TĐL-L10)
3x16
1,15
68
PVC
CADIVI
Chọn dây dẫn từ TPP5 đến tầng 11
(TĐL-L11) ( L= 0,5m)
3x22
0,84
82
PVC
CADIVI
Chọn dây dẫn từ TPP5 đến tầng 12
(TĐL-L12) ( L= 4,5m)
3x16
1,15
68
PVC
CADIVI
Chọn dây dẫn từ TPP6 đến tủ điện thang máy (TĐL-TM) ( L= 45m)
3x4
4,61
53
PVC
CADIVI
Chọn dây dẫn từ TPP6 đến tủ điện PCCC (TĐL-PCCC) ( L= 10m)
3x0,5
35,7
15
PVC
CADIVI
Chương 7 : - CHỌN CÁC KHÍ CỤ ĐIỆN -
7.1.Tổng quát
- Thiết bị bảo vệ được thiết kế điều khiển tự động khi có sự cố xãy ra, hay xuất hiện một chế độ không bình thường, có nguy cơ làm hỏng thiết bị thì chúng sẽ tự động ngắt để đảm bảo cho hệ thống điện được an toàn.
- Trong điều kiện vận hành các thiết bị thường làm việc ở 3 chế độ : chế độ làm việc lâu dài, chế độ quá tải, chế độ ngắn mạch.
- Các thết bị trong lưới hạ thế là các Aptomat và cầu chì. Trong điều kiện ngày nay việc dùng Aptomat là rất tiện lợi vì nó tự động đóng cắt dòng điện, bảo vệ đường dây và bảo vệ động cơ khỏi bị quá tải hay ngắn mạch.
7.2.Lựa chọn các khí cụ điện
7.2.1.Chọn Aptomat : Aptomat được chọn theo 4 điều kiện :
UđmA ≥ UđmLĐ ; IđmA ≥ Ilvmax ; IcđmA ≥ IN
Phối hợp với dây dẫn : IđmA ≤ Khc.Icp dâydẫn. = 0,76. Icp dâydẫn.
;
Trong đó : Ikđ-nhiệt , Ikđ-điện từ : Dòng điện khởi động của bộ cắt ngắn mạch điện bằng nhiệt, hoặc bằng điện từ của Aptomat.
7.2.2.Chọn cầu chì : Cầu chì được chọn và kiểm tra theo 4 điều kiện :
Uđm-CC ≥ Uđm-LĐ ; Iđm-CC ≥ Ilvmax ; Icđm-CC ≥ IN
Công suất cắt định mức [MVA] : ; Với :
7.2.3.Lựa chọn biến dòng (BI) : Máy biến dòng (BI) dùng để biến đổi dòng điện sơ cấp có trị số bất kỳ xuống 5A (đặc biệt 1A hoặc 10A), nhằm cấp nguồn dòng cho các mạch đo lường, bảo vệ, tín hiệu, điều khiển…Phụ tải thứ cấp BI rất nhỏ nên có thể xem BI luôn làm việc ở trạng thái ngắn mạch. Để đảm bảo cho người vận hành, cuộn thứ cấp BI phải nối đất. Chọn BI theo các điều kiện sau :
- Sơ đồ nối dây và kiểu BI : + Sơ đồ nối dây : tuỳ thuộc vào nhiệm vụ của BI
+ Kiểu BI : phụ thuộc vào vị trí đặt
- Điện áp định mức : Uđm-BI ≥ Uđm-LĐ (điện áp lưới điện)
- Dòng điện định mức : Iđm-BI ≥ Ilvmax
- Cấp chính xác : phù hợp với yêu cầu của dụng cụ nối vào phía thứ cấp.
- Phụ tải thứ cấp : S2đm-BI ≥ S2tt
S2đm-BI : phụ tải định mức của cuộn dây thứ cấp của BI, đơn vị [VA]
S2tt : phụ tải tính toán của cuộn dây thứ cấp BI trong điều kiện làm việc bình thường, đơn vị [VA].
;
Với : I2đm-BI : Dòng điện định mức thứ cấp BI.
Z2đm : Tổng trở cho phép mạch ngoài.
årdc : Tổng điện trở cuộn dây dụng cụ đo.
rdd : Điện trở dây dẫn nối từ thứ cấp BI đến dụng cụ đo.
rtx : Điện trở của các chỗ tiếp xúc (0,05W ¸ 0,1W)
=>Tiết điện dây dẫn :
Với r : điện trở suất vật liệu dây dẫn ( rCu = 0,0175 ; rAl = 0,0283 )
ltt : Chiều dài tính toán dây dẫn [m]
+ Sơ đồ dùng 3 BI trên 3 pha nối sao : ltt = l
+ Sơ đồ dùng hình sao không hoàn toàn :
+ Sơ đồ dùng 1 BI trên 1 pha : ltt = 2l
Theo độ bền cơ tiết diện dây dẫn tối thiểu không được nhỏ hơn 1,5mm2 đối với đồng và 2,5mm2 đối nhôm.
7.2.4.Chọn chống sét van (CSV) : Nhiệm vụ CSV là chống sét đánh từ ngoài đường dây trên không truyền vào trạm biến áp và trạm phấn phối. CSV là điện trở phi tuyến, với Uđm-LĐ thì điện trở CSV vô cùng lớn, khi có điện áp sét thì điện trở giảm xuống 0, CSV tháo dòng sét xuống đất. Điều kiện chọn CSV là : Uđm-CSV ≥ Uđm-LĐ
7.3.Tính toán lựa chọn cụ thể cho toà nhà.
7.3.1.Chọn cầu chì tự rơi (FCO) : Đặt tại đường dây phía cao áp của MBA.
Dòng điện tính toán cao áp của trạm biến áp :
TBA được cấp điện từ TBA trung gian 35/10KV, bằng đường dây trên không, dây AC-35, cách trạm biến áp toà nhà 5km.
Dòng lớn nhất lâu dài qua cầu chì chính là dòng quá tải MBA, thường trong những giờ cao điểm cho phép MBA quá tải 30%. Vậy dòng điện cưỡng bức là :
Với lưới 10KV, Utb = 1,05Uđm = 10,5KV, lấy trị số công suất máy cắt 10KV do Liên Xô chế tạo là 250MVA, khi đó điện kháng hệ thống :
Tra bảng 2.3 : Cầu chì tự rơi do ABB chế tạo, Sách “sổ tay LỰA CHỌN VÀ TRA CỨU THIẾT BỊ ĐIỆN từ 0,4 đến 500KV”, tác giả Ngô Hồng Quang, trang 105.
Loại
Uđm-CC [KV]
Iđm-CC [A]
Icđm-CC [KA]
Khối lượng [Kg]
OESA
10
125
23
1,8
Kết quả kiểm tra cầu chì đã chọn cho theo bảng :
Các đại lượng
Kết quả kiểm tra
Điện áp định mức của cầu chì [KV]
Dòng điện định mức của cầu chì [A] Dòng cắt định mức [KA]
Công suất cắt định mức [MVA]
Uđm-CC = 10 ≥ Uđm-LĐ = 10
Iđm-CC = 125 ≥ Ilvmax = 29,4
Icđm-CC = 23 ≥ Ixk = 17
=> Các điều kiện kiểm tra cầu chì đều thoã mãn.
7.3.2.Chọn chống sét van (CSV) : TBA phân phối được cấp điện bằng ĐDK-10KV, cần phải đặt CSV, tra sách “sổ tay LỰA CHỌN VÀ TRA CỨU THIẾT BỊ ĐIỆN từ 0,4 đến 500KV”, tác giả Ngô Hồng Quang, trang 381.
Chọn CSV do Siemens chế tạo, có thông số sau :
Loại
Vật liệu
Uđm [KV]
Dòng điện phóng định mức [KA]
Vật liệu vỏ
3EG4
Cacbua silic
24
5
Sứ
=> Điều kiện kiểm tra CSV đều thoã mãn.
7.3.3.Chọn BI : Dòng làm việc max :
Chọn BI do Công Ty Thiết Bị điện Hà Nội chế tạo, tra sách “sổ tay LỰA CHỌN VÀ TRA CỨU THIẾT BỊ ĐIỆN từ 0,4 đến 500KV”, tác giả Ngô Hồng Quang, trang 384. Số lượng 3 BI đặt trên 3 pha, mắc hình sao.
Loại BI
Uđm
[V]
Dòng sơ cấp[A]
Dòng thứ cấp[A]
Cấp chính xác
Sđm-BI
[VA]
Z2đm
[W]
Số vòng dây sơ cấp
DB13
≤ 600
600
5
0,5
10
0,4
1
Phụ tải thứ cấp BI
Tên đồng hồ
Phụ tải [VA]
Pha A
Pha B
Pha C
Ampekế
1
1
1
Công tơ điện
2,5
-
2,5
Tổng
3,5
1
3,5
Vì công tơ có cấp chính xác 0,5 nên chọn BI có cấp chính xác 0,5.
Tổng trở dụng cụ đo :
Lấy rtx = 0,05 [W] =>
Tiết diện dây dẫn :
=> Theo quy định ta chọn Sdd đối với dây đồng là Sddchọn = 1,5 [mm2] để đảm bảo độ bền cơ.
7.4.Chọn Aptomat (Phía hạ áp 0,4KV)
7.4.1.Chọn aptomat tại tủ phân phối TBA toà nhà
- Tại TPPC trạm biến áp ta đặt 1 aptomat chính và 6 aptomat nhánh cung cấp cho các nhóm tải các tầng, phụ tải khác.
Bảng tổng kết phụ tải tính toán từng nhóm tải
Nhóm tải
Ptt
[KW]
Qtt
[KVAR]
Stt [KVA]
Itt
[A]
Icpdâydẫn
[A]
Khc.Icpdâydẫn
[A]
TPPC
296,81
254,96
391,27
605,68
850
646
TPP1
57,6
48,05
75,05
116,27
174
132,24
TPP2
69,27
57,33
89,92
139,2
206
156,56
TPP3
69,27
57,33
89,92
139,2
206
156,56
TPP4
69,27
57,33
89,92
139,2
206
156,56
TPP5
49,79
44,19
66,57
103,9
174
132,24
TPP6
14,36
19,06
23,9
36,94
53
40,28
Chọn aptomat do LG chế tạo, tra sách “sổ tay LỰA CHỌN VÀ TRA CỨU THIẾT BỊ ĐIỆN từ 0,4 đến 500KV”, tác giả Ngô Hồng Quang, trang 146-147.
Bảng chọn aptomat tủ phân phối chính (TPPC) tại TBA toà nhà
Nhóm tải
Kiểu
Icđm [KA]
Iđm [A]
Uđm [V]
Số cực
TPPC
ABL803a
42
600
600
3
TPP1
ABL203a
35
125
600
3
TPP2
ABL203a
35
150
600
3
TPP3
ABL203a
35
150
600
3
TPP4
ABL203a
35
150
600
3
TPP5
ABL203a
35
125
600
3
TPP6
ABL103a
35
40
600
3
7.4.2.Chọn aptomat tại tủ phân phối của các nhóm tải
Tại các tủ phân phối nhóm tải đặt 1 aptomat tổng và các aptomat nhánh cung cấp cho các tầng.
- Nhóm tải 1 (TPP1)
Phụ tải tính toán của nhóm tải 1 (TPP1)
Tên
Nhóm tải
Ptt
[KW]
Qtt
[KVAR]
Stt [KVA]
Itt
[A]
Icpdâydẫn
[A]
Khc.Icpdâydẫn
[A]
Tổng
TPP1
57,6
48,05
75,05
116,27
174
132,24
Tầng hầm
TĐL-TH
9,18
8,21
12,3
19,06
27
20,52
Tầng trệt
TĐL-TT
23,33
19,25
30,25
46,8
68
51,68
Bơm sinh hoạt
TĐL-BSH
2
1,48
2,5
3,9
14
10,64
Tầng 1
TĐL-L1
23,09
19,11
29,97
46,4
68
51,68
Chọn aptomat do LG chế tạo, tra sách “sổ tay LỰA CHỌN VÀ TRA CỨU THIẾT BỊ ĐIỆN từ 0,4 đến 500KV”, tác giả Ngô Hồng Quang, trang 146-147.
Bảng chọn aptomat tủ phân phối (TPP1) của nhóm tải 1
Tên
Nhóm tải
Kiểu
Icđm [KA]
Iđm[A]
Uđm[V]
Số cực
Tổng
TPP1
ABL203a
35
125
600
3
Tầng hầm
TĐL-TH
ABH103a
10
20
600
3
Tầng trệt
TĐL-TT
ABH103a
10
50
600
3
Bơm sinh hoạt
TĐL-BSH
ABE103a
5
5
600
3
Tầng 1
TĐL-L1
ABH103a
10
50
600
3
- Nhóm tải 2 (TPP2), nhóm tải 3 (TPP3), nhóm tải 4 (TPP4)
Thông số aptomat TĐL-2 ; TĐL-3 ; TĐL-4 ; TĐL-5 ; TĐL-6 ; TĐL-7 ; TĐL-8 ; TĐL-9 ; TĐL-10 giống như tầng 1 (TĐL-1)
- Nhóm tải 5 (TPP5)
Phụ tải tính toán của nhóm tải 5 (TPP5)
Tên
Nhóm tải
Ptt
[KW]
Qtt
[KVAR]
Stt [KVA]
Itt[A]
Icpdâydẫn
[A]
Khc.Icpdâydẫn
[A]
Tổng
TPP5
49,79
44,19
66,57
103,9
174
132,24
Tầng 11
TĐL-L11
26,23
23,4
35,2
54,4
82
62,32
Tầng 12
TĐL-L12
23,79
20,79
31,59
48,9
68
51,68
Chọn aptomat do LG chế tạo, tra sách “sổ tay LỰA CHỌN VÀ TRA CỨU THIẾT BỊ ĐIỆN từ 0,4 đến 500KV”, tác giả Ngô Hồng Quang, trang 146-147.
Bảng chọn aptomat tủ phân phối (TPP5) của nhóm tải 5
Tên
Nhóm tải
Kiểu
Icđm [KA]
Iđm[A]
Uđm[V]
Số cực
Tổng
TPP5
ABL203a
35
125
600
3
Tầng 11
TĐL-L11
ABH103a
10
60
600
3
Tầng 12
TĐL-L12
ABH103a
10
50
600
3
- Nhóm tải 6 (TPP6)
Phụ tải tính toán của nhóm tải 6 (TPP6)
Tên
Nhóm tải
Ptt
[KW]
Qtt
[KVAR]
Stt [KVA]
Itt[A]
Icpdâydẫn
[A]
Khc.Icpdâydẫn
[A]
Tổng
TPP6
14,36
19,06
23,9
36,94
53
40,28
Thang máy
TĐL-TM
14,26
18,98
23,7
36,74
53
40,28
PCCC
TĐL-PCCC
0,1
0,075
0,13
0,2
15
11,4
Chọn aptomat do LG chế tạo, tra sách “sổ tay LỰA CHỌN VÀ TRA CỨU THIẾT BỊ ĐIỆN từ 0,4 đến 500KV”, tác giả Ngô Hồng Quang, trang 146-147.
Bảng chọn aptomat tủ phân phối 6 (TPP6) của nhóm tải 6
Tên
Nhóm tải
Kiểu
Icđm [KA]
Iđm[A]
Uđm[V]
Số cực
Tổng
TPP6
ABL203a
35
125
600
3
Thang máy
TĐL-TM
ABH103a
10
40
600
3
PCCC
TĐL-PCCC
ABE103a
5
5
600
3
Vậy : Ta kiểm tra lại Icđm của aptomat trình bày ở phần ngắn mạch chương 8
Bảng tổng kết chọn aptomat cho toàn toà nhà :
Nhóm tải
Kiểu
Icđm [KA]
Iđm [A]
Uđm [V]
Số cực
TPPC
ABL803a
42
600
600
3
TPP1
ABL203a
35
125
600
3
TPP2
ABL203a
35
150
600
3
TPP3
ABL203a
35
150
600
3
TPP4
ABL203a
35
150
600
3
TPP5
ABL203a
35
125
600
3
TPP6
ABL103a
35
40
600
3
TĐL-TH
ABH103a
10
20
600
3
TĐL-TT
ABH103a
10
50
600
3
TĐL-BSH
ABE103a
5
5
600
3
TĐL-L1
ABH103a
10
50
600
3
TĐL-L2
ABH103a
10
50
600
3
TĐL-L3
ABH103a
10
50
600
3
TĐL-L4
ABH103a
10
50
600
3
TĐL-L5
ABH103a
10
50
600
3
TĐL-L6
ABH103a
10
50
600
3
TĐL-L7
ABH103a
10
50
600
3
TĐL-L8
ABH103a
10
50
600
3
TĐL-L9
ABH103a
10
50
600
3
TĐL-L10
ABH103a
10
50
600
3
TĐL-L11
ABH103a
10
60
600
3
TĐL-L12
ABH103a
10
50
600
3
TĐL-TM
ABH103a
10
40
600
3
TĐL-PCCC
ABE103a
5
5
600
3
Chương 8 : -TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN ÁP, ĐIỆN NĂNG, CÔNG SUẤT TRONG MẠNG ĐIỆN VÀ
TÍNH NGẮN MẠCH -
8.1.Khái niệm chung về tổn thất
8.1.1.Tổn thất điện áp trong mạng điện
- Dòng điện chạy qua các phần tử dẫn điện sẽ tạo nên điện áp rơi dọc theo các phần tử này nên điện áp tại các nút trên hệ thống điện thường khác nhau và khác định mức. Nếu điện áp tại các nút trong hệ thống giảm sẽ gây nên trạng thái dao động công suất, gây mất ổn định hệ thống điện. Vì vậy khi tính toán cần phải đưa ra bảo đảm giá trị điện áp theo yêu cầu. Độ lệch điện áp cho phép, trong mạng điện phải duy trì mức tổn thất điện cho phép nhất định. Thông thường :
- Đối với thiết bị chiếu sáng cho phép -2,5% đến +5%.
- Đối với thiết bị khác cho phép ±5%.
8.1.2.Tính toán tổn thất điện áp cụ thể đối với toà nhà
Ta dùng công thức :
Với x0 : Ta lấy gần đúng đối với đường dây trên không là 0,4 [W/Km]
x0 : Ta lấy gần đúng đối với đường cáp ngầm là 0,06 ¸ 0,08 [W/Km]
- Phía cao áp (10KV) : Dây dẫn đường dây trên không 10KV đến trạm biến áp (TBA) toà nhà (L = 0,5Km)
Tra bảng 2-36 : Điện trở và điện kháng của dây dẫn và dây cáp có lõi đồng và nhôm, điện áp đến 500KV, sách cung cấp điện, tác giả Nguyễn Xuân Phú (chủ biên) – Nguyễn Công Hiên – Nguyễn Bội Khuê, nhà xuất bản Khoa học – Kỹ thuật – trang 645. => F = 25 [mm2] có R0 = 0,727 [W/Km] ; X0 = 0,07 [W/Km]
Vậy : Dây dẫn đã chọn thoã mãn điều kiện sục áp.
- Phía hạ áp (0,4KV) : Cáp hạ áp nên lấy gần đúng x0 = 0,08 [W/Km]
+ Cáp từ máy biến áp (MBA) đến tủ phân phối chính (TPPC) của toà nhà
(L = 2m )
=> F = 1x530 [mm2] có R0 = 0,234 [W/Km]
Vậy : Dây dẫn đã chọn thoã mãn điều kiện sục áp.
+ Cáp từ trạm biến áp (TBA) đến tủ điện tầng hầm (TPP1) (L = 8m)
=> F = 3x35 [mm2] có R0 = 0,524 [W/Km]
Vậy : Dây dẫn đã chọn thoã mãn điều kiện sục áp.
Vậy : Các giá trị tính toán sục áp còn lại tương tự
Bảng tổng kết chọn dây/cáp cho toà nhà
Dây/cáp
Khu vực
Ptt [KW]
Qtt
Kvar
DU
[V]
DU
[%]
Dây dẫn đường dây trên không 10KV đến trạm biến áp (TBA) toà nhà (L = 0,5Km)
TBA
296,8
254,9
11,68
0,12
Cáp từ máy biến áp ( MBA) đến tủ phân phối chính (TPPC) của toà nhà (L = 2m )
TPPC
296,8
254,9
0,47
0,12
Cáp từ trạm biến áp (TBA) đến tủ điện tầng hầm (TPP1) (L = 8m)
TPP1
57,6
48,05
0,72
0,19
Cáp từ trạm biến áp (TBA) đến nhà tủ điện tầng 2 (TPP2) (L = 17m)
TPP2
69,27
57,33
1,4
0,36
Cáp từ trạm biến áp (TBA) đến tủ điện tầng 5 (TPP3) (L = 26m)
TPP3
69,27
57,33
2,15
0,56
Cáp từ trạm biến áp (TBA) đến tủ điện tầng 8 (TPP4) ( L= 35m)
TPP4
69,27
57,33
2,9
0,76
Cáp từ trạm biến áp (TBA) đến tủ điện tầng 11 (TPP5) (L = 44m)
TPP5
49,79
44,19
3,4
0,9
cáp từ trạm biến áp (TBA) đến tủ điện thang máy, PCCC (TPP6) (L = 23m)
TPP6
14,36
19,06
4,09
1,07
Dây dẫn từ TPP1 đến tầng hầm
(TĐL-TH) (L = 0,5m)
TĐL-TH
9,18
8,21
0,07
0,017
Dây dẫn từ TPP1 đến tầng trệt
(TĐL-TT) ( L= 3,5m)
TĐL-TT
23,33
19,25
0,26
0,07
dây dẫn từ TPP1 đến tầng 1 (TĐL-L1) ( L= 7m)
TĐL-L1
23,09
19,11
0,52
0,14
Dây dẫn từ TPP2 đến tầng 2 (TĐL-L2) (L = 0,5m)
TĐL-L2
23,09
19,11
0,037
0,01
Dây dẫn từ TPP2 đến tầng 3 (TĐL-L3) (L = 3,5m)
TĐL-L3
23,09
19,11
0,26
0,07
Dây dẫn từ TPP2 đến tầng 4 (TĐL-L4) (L = 7m)
TĐL-L4
23,09
19,11
0,52
0,14
Dây dẫn từ TPP3 đến tầng 5 (TĐL-L5)(L = 0,5m)
TĐL-L5
23,09
19,11
0,037
0,01
Dây dẫn từ TPP3 đến tầng 6 (TĐL-L6) (L = 3,5m)
TĐL-L6
23,09
19,11
0,26
0,07
Dây dẫn từ TPP3 đến tầng 7 (TĐL-L7) (L = 7m)
TĐL-L7
23,09
19,11
0,52
0,14
Dây dẫn từ TPP4 đến tầng 8 (TĐL-L8) (L = 0,5m)
TĐL-L8
23,09
19,11
0,037
0,01
Dây dẫn từ TPP4 đến tầng 9 (TĐL-L9) (L = 3,5m)
TĐL-L9
23,09
19,11
0,26
0,07
Dây dẫn từ TPP4 đến tầng 10
(TĐL-L10) (L = 7m)
TĐL-L10
23,09
19,11
0,52
0,14
Dây dẫn từ TPP5 đến tầng 11
(TĐL-L11) ( L= 0,5m)
TĐL-L11
26,23
23,4
0,03
0,008
Dây dẫn từ TPP5 đến tầng 12
(TĐL-L12) ( L= 4,5m)
TĐL-L12
23,79
20,79
0,34
0,09
Dây dẫn từ TPP1 đến bơm nước sinh hoạt
(TĐL-BSH) ( L= 10m)
TĐL-BSH
2
1,48
0,96
0,25
Dây dẫn từ TPP6 đến tủ điện thang máy
(TĐL-TM)( L= 45m)
TĐL-TM
14,26
18,98
7,96
2,09
Dây dẫn từ TPP6 đến tủ điện PCCC
(TĐL-PCCC) ( L= 10m)
TĐL-PCCC
0,1
0,075
0,094
0,024
Vậy : Các dây/cáp đã chọn thoã mãn điều kiện sục áp.
8.1.3.Tổn thất công suất và tổn thất điện năng.
- Điện năng được truyền từ thanh cái nhà máy điện đến hộ tiêu thụ qua các MBA trung gian và đường dây. Các phần tử này có điện trở và điện kháng nên sẽ gây ra tổn thất công suất tác dụng và công suất phản kháng.
- Năng lựợng điện tổn hao do tổn thất công suất tác dụng gây phát nóng dây dẫn và MBA. Để bù đắp năng lượng đã mất thì phải đầu tư thêm nguồn phát, vì vậy giá thành sản phẩm tăng cao…
- Tổn thất công suất phản kháng tuy không gây ảnh hưởng trực tiếp đến chi phí nhiên liệu nhưng sẽ gây nên tình trạng thiếu công suất phản kháng…làm điện áp tại các nút giảm. Vậy cần đầu tư nguồn phát công suất phản kháng…vì thế tăng giá thành tải điện…
8.1.4.Tính toán cụ thể tổn thất công suất và tổn thất điện năng toà nhà.
- Tổn hao trong máy biến áp và tổn hao trên đường dây phía cao áp (tính từ đường dây trên không 10KV đến trạm biến áp toà nhà ). Ta tính cụ thể ở phương án 2, chương 4.
- Tổn hao công suất trên đường dây/cáp đến các TPP và các tầng (TĐL).
Vì không biết đồ thị phụ tải các tầng nên ta bỏ qua, không tính DA.
+ Tổn thất từ máy biến áp ( MBA) đến tủ phân phối chính (TPPC) của toà nhà
(L = 2m ) => F = 3x530 [mm2] có R0 = 0,234 [W/Km]
+ Vậy : Các tổn thất còn lại tính tương tự
Bảng tổng kết về tổn thất công suất và tổn thất điện năng toà nhà
Cấp
Tổn hao
Khu vực
Stt
[KVA]
DP
[KW]
DAnăm
[KWh]
Cao áp
(10KV)
Dây dẫn đường dây trên không 10KV đến trạm biến áp (TBA) toà nhà (L = 0,5Km)
TBA
391,27
2,83
11250,8
Máy biến áp
MBA
SđmB
= 400
10,74
51169,2
Hạ áp
0,4KV
Cáp từ máy biến áp ( MBA) đến tủ phân phối chính (TPPC) của toà nhà (L = 2m )
TPPC
391,27
0,49
-
Cáp từ trạm biến áp (TBA) đến tủ điện tầng hầm (TPP1) (L = 8m)
TPP1
75,05
0,16
-
Cáp từ trạm biến áp (TBA) đến nhà tủ điện tầng 2 (TPP2) (L = 17m)
TPP2
89,92
0,37
-
Cáp từ trạm biến áp (TBA) đến tủ điện tầng 5 (TPP3) (L = 26m)
TPP3
89,92
0,56
-
Cáp từ trạm biến áp (TBA) đến tủ điện tầng 8 (TPP4) ( L= 35m)
TPP4
89,92
0,76
-
Cáp từ trạm biến áp (TBA) đến tủ điện tầng 11 (TPP5) (L = 44m)
TPP5
66,57
0,71
-
Cáp từ trạm biến áp (TBA) đến tủ điện thang máy, PCCC (TPP6) (L = 23m)
TPP6
23,9
0,42
-
Cáp từ TPP1 đến tầng hầm
(TĐL-TH) (L = 0,5m)
TĐL-TH
12,3
0,003
-
Dây dẫn từ TPP1 đến tầng trệt
(TĐL-TT) ( L= 3,5m)
TĐL-TT
30,25
0,025
-
Dây dẫn từ TPP1 đến tầng 1 (TĐL-L1) ( L= 7m)
TĐL-L1
29,97
0,05
-
Dây dẫn từ TPP2 đến tầng 2 (TĐL-L2) (L = 0,5m)
TĐL-L2
29,97
0,0012
-
Dây dẫn từ TPP2 đến tầng 3 (TĐL-L3) (L = 3,5m)
TĐL-L3
29,97
0,025
-
Dây dẫn từ TPP2 đến tầng 4 (TĐL-L4) (L = 7m)
TĐL-L4
29,97
0,05
-
Dây dẫn từ TPP3 đến tầng 5 (TĐL-L5) (L = 0,5m)
TĐL-L5
29,97
0,0012
-
Dây dẫn từ TPP3 đến tầng 6 (TĐL-L6) (L = 3,5m)
TĐL-L6
29,97
0,025
-
Dây dẫn từ TPP3 đến tầng 7 (TĐL-L7) (L = 7m)
TĐL-L7
29,97
0,05
-
Dây dẫn từ TPP4 đến tầng 8 (TĐL-L8) (L = 0,5m)
TĐL-L8
29,97
0,0012
-
Dây dẫn từ TPP4 đến tầng 9 (TĐL-L9) (L = 3,5m)
TĐL-L9
29,97
0,025
-
Dây dẫn từ TPP4 đến tầng 10
(TĐL-L10) (L = 7m)
TĐL-L10
29,97
0,05
-
Dây dẫn từ TPP5 đến tầng 11
(TĐL-L11) ( L= 0,5m)
TĐL-L11
35,2
0,0036
-
Dây dẫn từ TPP5 đến tầng 12
(TĐL-L12) ( L= 4,5m)
TĐL-L12
31,59
0,036
-
Dây dẫn từ TPP1 đến bơm nước sinh hoạt
(TĐL-BSH) ( L= 10m)
TĐL-BSH
2,5
0,0078
-
Dây dẫn từ TPP6 đến tủ điện thang máy
(TĐL-TM) ( L= 45m)
TĐL-TM
23,7
0,81
-
Dây dẫn từ TPP6 đến tủ điện PCCC
(TĐL-PCCC) ( L= 10m)
TĐL-PCCC
0,13
4,17.10-5
-
8.2.Tính ngắn mạch
8.2.1.Khái niệm về ngắn mạch
- Ngắn mạch là hiện tượng các pha chập nhau (đối với mạng trung tính cách ly). Hoặc hiện tượng các pha chập nhau và chạm đất (đối với mạng trung tính nối đất). Xãy ra ngắn mạch thì tổng trở giảm, gây đốt nóng các thiết bị, phá huỷ trụ điện, uống cong thanh dẫn, điện áp giảm làm động cơ ngừng quay, hệ thống mất ổn định…Vậy khi tính toán ngắn mạch để lựa chọn các thiết bị phù hợp, hiệu chỉnh các thiết bị bảo vệ, chọn thiết bị làm giảm dòng ngắn mạch (kháng điện, MBA nhiều cuộn dây…), chọn sơ đồ phù hợp để giảm dòng ngắn mạch…Ta chỉ tính dòng ngắn mạch 3 pha vì dòng ngắn mạch này lớn hơn ngắn mạch 2 pha và 1 pha.
- Các dạng ngắn mạch
+ Ngắn mạch 3 pha (N(3)), xác xuất xãy ra là 5%
+ Ngắn mạch 2 pha (N(2)), xác xuất xãy ra là 10%
+ Ngắn mạch 1 pha (N(1)), xác xuất xãy ra là 65%
+ Ngắn mạch 2 pha chạm đất (N(1,1)), xác xuất xãy ra là 20%
8.2.2.Tính toán ngắn mạch và kiểm tra Aptomat cụ thể cho toà nhà
- Vì đường dây điện trở nhỏ nên bỏ qua, ta chỉ tính điện kháng. Có điện áp trung bình lưới điện Utb = 1,05.Uđm = 10,5 [KV]. Lấy gần đúng giá trị công suất máy cắt đặt ở trạm biến áp trung gian là Scắt = 250 [MVA].
- Ngắn mạch tại N1 phía 10KV trước MBA
+ Xác định điện trở và điện kháng MBA :
=> =>
+ Xác định điện trở và điện kháng dây dẫn từ MBA đến TPPC (L = 2m )
Rcáptổng = r0.L = 0,234.0,002 = 0,47 [mW] ;Xcáptổng = x0.L = 0,08.0,002 = 0,16 [mW]
+ Xác định điện trở và điện kháng thanh cái TPPC
Có F = 60x10 [mm2] có R0 = 0,04 [mW/m] ; x0 = 0,11[mW/m]
Tra bảng 2-42,43 : Điện trở và điện kháng của cuộn dây bảo vệ của Aptomat, điện trở tiếp xúc, sách cung cấp điện, tác giả Nguyễn Xuân Phú (chủ biên) – Nguyễn Công Hiên – Nguyễn Bội Khuê, nhà xuất bản Khoa học – Kỹ thuật – trang 649.
Bảng tổng kết tổng trở của các Aptomat
Nhóm tải
Kiểu
Iđm[A]
R điện trở cuộn dây [mW]
X điện kháng cuộn dây [mW]
R điện trở tiếp xúc
[mW]
Z Tổng trở [mW]
TPPC
ABL803a
600
0,12
0,094
0,25
0,38
TPP1
ABL203a
125
0,77
0,57
0,7
1,58
TPP2
ABL203a
150
0,77
0,57
0,7
1,58
TPP3
ABL203a
150
0,77
0,57
0,7
1,58
TPP4
ABL203a
150
0,77
0,57
0,7
1,58
TPP5
ABL203a
125
0,73
0,52
0,61
1,44
TPP6
ABL103a
40
5,1
2,2
1,1
6,57
+ Xác định điện trở và điện kháng cáp từ trạm biến áp (TBA) đến tủ điện tầng hầm (TPP1) (L = 8m.
Có F = 3x35 [mm2] có R0 = 0,524 [mW/m] ; x0 = 0,08 [mW/m]
Vậy : Tương tự ta xác định điện trở và điện kháng của từng dây/cáp còn lại.
Bảng tổng kết tổng trở của dây/cáp toà nhà
STT
Dây/cáp
Tổng trở Z [W]
1
Máy biến áp
2
Thanh dẫn cứng tủ phân phối chính (TPPC) đặt tại trạm biến áp toà nhà.
3
dây dẫn đường dây trên không 10KV đến trạm biến áp (TBA) toà nhà (L = 0,5Km)
4
Ccáp từ máy biến áp ( MBA) đến tủ phân phối chính (TPPC) của toà nhà (L = 2m )
5
Cáp từ trạm biến áp (TBA) đến tủ điện tầng hầm (TPP1) (L = 8m)
6
Ccáp từ trạm biến áp (TBA) đến nhà tủ điện tầng 2 (TPP2) (L = 17m)
7
Cáp từ trạm biến áp (TBA) đến tủ điện tầng 5 (TPP3) (L = 26m)
8
Cáp từ trạm biến áp (TBA) đến tủ điện tầng 8 (TPP4) ( L= 35m)
9
Cáp từ trạm biến áp (TBA) đến tủ điện tầng 11 (TPP5) (L = 44m)
10
Cáp từ trạm biến áp (TBA) đến tủ điện thang máy, PCCC (TPP6) (L = 23m)
SƠ ĐỒ VỊ TRÍ NGẮN MẠCH
SƠ ĐỒ THAY THẾ TRỞ
- Ngắn mạch tại N2 ở TPPC của toà nhà :
ZN2 = ZB + Zcáptổng + Zthanh cái + Zaptomat-TPPC
= 16,8.10-3 + 0,5.10-3 + 7,03.10-6 + 0,38.10-3 = 0,018 [W]
Tương tự ta tính dòng ngắn mạch tại các điểm N3, N4, N5, N6, N7, N8
Bảng tổng kết tính toán ngắn mạch và kiểm tra ICđm của aptomat đã chọn
Vị trí
Điểm ngắn mạch
IN
[KA]
ixk
[KA]
IcđmAptomat [KA]
Kiểm tra
IcđmAp > ixk
DDK-MBA
N1
7,09
17,89
23
Thoã mãn
TPPC
N2
13,3
33,5
42
Thoã mãn
TPP1
N3
12,01
30,27
35
Thoã mãn
TPP2
N4
12,02
30,31
35
Thoã mãn
TPP3
N5
7,95
20,05
35
Thoã mãn
TPP4
N6
7,01
17,65
35
Thoã mãn
TPP5
N7
5,54
13,97
35
Thoã mãn
TPP6
N8
1,9
4,75
35
Thoã mãn
Chương 9 : - NÂNG CAO HỆ SỐ COSj -
9.1.Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số cosj
- Hệ số công suất cosj là biểu hiện của việc dùng điện tốt hay xấu. Vì vậy nhiệm vụ của người thiết kế và vận hành là phấn đấu để tiết kiệm điện năng, nâng cao hệ số công suất cosj. Sự mất mát điện năng là do nhiều nguyên nhân như : dùng mức điện áp trung bình và thấp, đường dây dài và phân bố đến từng phụ tải, việc tiết kiệm điện năng có ý nghĩa rất quan trọng, không những có lợi cho toà nhà mà còn có lợi cho nền kinh tế quốc dân.
- Nâng cao hệ số cosj là một trong những biện pháp quan trọng để tiết kiệm điện năng. Phần lớn các thiết bị điện đều tiêu thụ công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q, những thiết bị tiêu thụ nhiều công suất phản kháng là động cơ không đồng bộ, máy biến áp ….
- Hệ số cosj được nâng lên sẽ có hiệu quả sau :
+ Giảm được tổn thất công suất trong các phần tử của hệ thống điện (đường dây, máy biến áp…).
+ Giảm được tổn thất điện áp.
+ Tăng khả năng tải của đường dây và máy biến áp…
+ Khi có bị công suất thì góc lệch giữa điện áp và dòng điện trong mạng sẽ nhỏ đi do đó sẽ nâng cao hệ số cosj. Đối với cấp điện áp ta dùng tụ điện để bù.
- Các biện pháp nâng cao cosj : chia làm 2 cách
+ Cách 1 : Nâng cao cosj tự nhiên : có nghĩa là tìm các biện pháp để hộ dùng điện giảm bớt lượng công suất phản kháng Q mà chúng đòi hỏi ở người cung cấp điện. Biện pháp này rất có lợi vì để giảm Q tiêu thụ ta không cần đặt thêm thiết bị mà chỉ cần cải tiến theo quy trình và vận hành hợp lý các thiết bị điện mà thôi.
+ Cách 2 : Nâng cao cosj bằng phương pháp bù :Phương pháp này không giảm được Q tiêu thụ của từng hộ dùng điện mà chỉ giảm Q truyền tải trên đường dây và máy biến áp. Sau khi nâng cosj tự nhiên mà không đạt yêu cầu thì ta mới xét đến bù. Nói chung cosj tự nhiên không bao giờ đạt đến 0,9 (thường là 0,7 đến 0,8). Vì thế các cao ốc bao giờ cũng có thêm thiết bị bù, với công suất phản kháng Q ngoài mục đích chính tiết kiệm điện năng mà còn ổn định điện áp của mạng.
- Ưu và nhược điểm của tụ điện :
+ Ưu :Tổn thất công suất bé, dễ dàng lắp ráp và vận hành, hiệu quả cao, vốn đầu tư ít.
+ Nhược : Nhạy cảm với sự biến động của điện áp, kém chắc chắn, dễ bị phá hỏng khi ngắn mạch hoặc điện áp vượt quá giá trị 110% điện áp định mức thì tụ bị chọc thủng. Khi đóng tụ vào hệ thống thì trong hệ thống sẽ xuất hiện dòng xung, còn khi ngắt tụ ra thì trên cực của tụ vần còn điện áp dư nên rất nguy hiểm cho nhân viên vận hành.
- Các cách lắp tụ : bù riêng, bù tập trung, bù theo nhóm.
+ Bù riêng : Thường ở điện áp thấp, tụ thường nối vào các thiết bị dùng điện, khi ngắt điện ra khỏi lưới thì đồng thời cũng ngắt luôn tụ bù. Trường hợp này có lợi hơn cả.
+ Bù nhóm : Các tụ thường lắp vào các tủ phân phối. Công suất của bộ tụ được sử dụng tốt.
+ Bù tập trung : Tụ lắp vào thanh cái cao áp của trạm biến áp phân phối. Dễ vận hành, dễ theo dõi và khả năng tự động hoá tận dụng cao hết khả năng của tụ cao.
+ Có 2 hình thức để lắp tụ : Bù ngang (mắc song song), bù dọc (mắc nối tiếp). Bù dọc áp dụng vào lưới truyền tải nhằm tăng khả năng truyền tải của đường dây. Bù ngang áp dụng vào lưới hạ áp phân phối nhằm giảm tổn thất và điện năng, điều chỉnh điện áp.
9.2.Tính toán dung lượng bù cho toà nhà : Ta có :
=> ; Chọn => , Sinj = 0,32
Vậy :
Bộ tụ được bảo vệ bằng Aptomat, Bảng 3.4 : tra sách “sổ tay LỰA CHỌN VÀ TRA CỨU THIẾT BỊ ĐIỆN từ 0,4 đến 500KV”, tác giả Ngô Hồng Quang, trang 148
Loại
Số cực
Uđm[V]
Iđm [A]
Icđm [KA]
NS600E
3
500
600
35
Phía hạ áp chọn bộ tụ 150KVAR do DAE YEONG chế tạo.
Bảng 6.6 , tra sách “sổ tay LỰA CHỌN VÀ TRA CỨU THIẾT BỊ ĐIỆN từ 0,4 đến 500KV”, tác giả Ngô Hồng Quang, trang 340.
Loại tụ
Qb [KVAR]
Số lượng
Uđm [KV]
C
[mF]
Iđm
[A]
Số pha
Kích thước [mm]
Cao thùng
Cao toàn bộ
DLE-4D25 K5T
25
5
0,44
411,2
32,8
3
190
255
Kiểm tra sau khi bù : Qtt-sau bù = 254,96 – 125 = 129,6 [KVAr]
=> thoã mãn
Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ lắp đặt tủ tụ bù
Chương 10 : - THIẾT KẾ CHỐNG SÉT -
10.1.Khái niệm
- Sét là hiện tượng phóng điện trong khí quyển giữa các đám mây dông mang điện tích với đất hoặc giữa các đám mây mang điện tích trái dấu nhau.
- Tác hại của sét được chia làm 2 loại chủ yếu : sét đánh trực tiếp và sé đánh gián tiếp.
- Bảo vệ sét đánh trực tiếp : đặt kim thu sét ở nơi cao nhất của công trình và được nối vào thiết bị nối đất.
- Nguyên lý hoạt động của kim thu sét :
+ Khi xuất hiện đám mây dông đi ngang qua đỉnh kim thu sét, do đỉnh kim thu sét nhọn nên cường độ điện trường trong vùng này lớn hơn nhiều so với môi trường xung quanh. Điều này sẽ tạo giữa đám mây và kim một kênh phóng điện. Do vậy dòng sét đã phóng qua kim thu sét và xuống đất. Khoảng không gian gần kim thu sét mà vật được bảo vệ đặt trong đó rất ít khả năng bị sét đánh gọi là phạm vi bảo vệ của kim thu sét.
+ Bán kính được bảo vệ : ; hkim = h - hx
Trong đó : h : độ cao từ mặt đất đến đỉnh kim thu sét [m] hx : độ cao công trình cần bảo vệ [m]
p = 1 nếu h £ 30 [m] ; nếu h > 30 [m].
10.2.Một số kỹ thuật chống sét mới hiện nay
10.2.1.Kế hoạch thực hiện 6 điểm
Kinh nghiệm cho thấy khi thiết kế thì phải nghiên cứu nội dung 6 điểm này để hoàn tất công việc bảo vệ toàn bộ :
- Đón bắt sét đánh trên những đầu thu sét đặt trong không trung tại những vị trí mong muốn.
- Dẫn dòng điện sét đi xuống đất một cách an toàn nhờ dây dẫn được thiết kế đặc biệt để đưa xuống đất mà không nguy hiểm do sự quá đốt nóng.
- Tiêu tán năng lượng sét vào trong đất với sự tăng lên ít nhất về điện thế trong đất.
- Loại trừ các vòng mạch (lưới) nằm trong đất và sự chênh lệch điện thế đất bằng cách tạo nên một tổng trở thấp, hệ thống nối đất đẳng thế.
- Bảo vệ trang thiết bị được nối đến các đường dây điện lực khỏi bị ảnh hưởng tăng vọt và quá trình quá độ, đề phòng hư hỏng thiết bị.
- Bảo vệ các mạch điện thoại, mạch dữ liệu và mạch tín hiệu đưa đến khỏi bị ảnh hưởng tăng vọt và quá trình quá độ.
10.2.2.Thiết bị chống sét tia tiên đạo
Cấu tạo của thiết bị chống sét PREVECTRON-2
- Kim thu sét trung tâm bằng đồng điện phân hoặc thép không rỉ, kim này có tác dụng tạo một đường dẫn dòng sét liên tục từ tia tiên đạo xuống đất theo dây dẫn sét. Kim thu sét này gắn trên trụ đở cao tối thiểu là 2m.
- Hộp bảo vệ bằng đồng hoặc thép không rỉ, có tác dụng bảo vệ tạo thiết bị tạo ion bên trong. Hộp này được gắn vào kim thu sét trung tâm.
- Thiết bị tạo ion, giải phóng ion và tia tiên đạo : nhờ thiết bị này mà nó có thể tạo ra một vùng bảo vệ rộng lớn với mức độ an toàn cao.
- Hệ thống các điện cực phía trên có tác dụng phát tia tiên đạo.
- Hệ thống các điện cực phía dưới có tác dụng thu năng lượng điện trường khí quyển, giúp cho thiết bị hoạt động.
Nguyên tắc hoạt động của đầu thu sét PREVECTRON-2
- Trong trường hợp dông bão xãy ra, điện trường khí quyển gia tăng nhanh chóng trong khoảng vài ngàn, đầu thu sét này sẽ thu năng lượng điện trường khí quyển bằng hệ thống điện cực phía dưới. Năng lượng này được tích trữ bên trong thiết bị ion hoá.
- Trước khi xãy ra hiện tượng phóng dòng điện sét (thường gọi là “sét đánh”), có một sự gia tăng nhanh chóng và đột ngột của điện trường khí quyển, ảnh hưởng này tác động làm thiết bị ion hoá giải phóng năng lượng được tích luỹ dưới dạng ion, tạo một đường dẫn tiên đạo về phía trên, chủ động dẫn sét.
Các ưu điểm
- Bán kính bảo vệ rộng.
- Khả năng bảo vệ công trình ở mức cao nhất.
- Tự động hoạt động hoàn toàn, không cần nguồn điện cung cấp, không cần bảo trì.
- Nối đất đơn giản nhưng tin cậy.
- Hoạt động tin cậy, an toàn.
- Vùng bảo vệ : Bánh kính bảo vệ Rp của đầu kim dẫn sét được tính theo công thức đã được định bởi tiểu chuẩn quốc gia Pháp NFC 17-102 (7/1995)
;
D = 20m, 45m, 60m tuỳ thuộc vào cấp bảo vệ được yêu cầu.
h = khoảng cách từ đầu kim đến vùng được bảo vệ.
10.3.Tính toán chống sét cho toà nhà
- Chọn thiết bị chống sét tạo tia tiên đạo PREVECTRON-2 để bảo vệ chống sét cho toà nhà.
- Đặt đầu thu sét PREVECTRON-2 loại TS 2.25, cấp bảo vệ trung bình D = 45m, h = 2m, Rp= 23m trên toà nhà. Chọn sách cung cấp điện, tác giả Nguyễn Xuân Phú (chủ biên) – Nguyễn Công Hiên – Nguyễn Bội Khuê, nhà xuất bản Khoa học – Kỹ thuật – trang 417.
- Toà nhà có : chiều ngang 20,9m ; Chiều dài 28m ; cao 47,5m
=> Bán kính cần bảo vệ là
Chương 11 : -TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT -
11.1.Tổng quan về nối đất : Tác dụng nối đất để tản dòng vào đất khi sự cố (rò điện, ngắn mạch chạm đất, dòng sét) và giữ cho điện thế trên các phần tử được nối đất thấp. Chia làm 3 loại
Nối đất làm việc : Đảm bảo sự làm việc của thiết bị điện trong các điều kiện bình thường và sự cố theo các quy định. Đó là nối đất trung tính làm việc của các cuộn dây MBA, máy phát, máy bù, BU…
Nối đất an toàn (nối đất bảo vệ ) : Có nhiệm cụ đảm bảo cho người vận hành khi cách điện thiết bị điện bị hỏng gây ra dòng rò. Đó là nối đất vỏ MBA, máy phát, vỏ thiết bị điện…Khi thiết bị làm việc bình thường thì điện thế bằng 0, khi cách điện bị phá hỏng thì bề mặt có điện thế khác không.
Nối đất chống sét : Nhằm tản dòng vào đất. Giữ cho điện thế của các phần tử được nối đất không quá cao để hạn chế phóng điện ngược từ phần tử đó đến các bộ phận của mạng điện và các thiết bị khác. Đó là nối đất cột thu sét, dây chống sét, các thiết bị chống sét, nối đất các kết cấu kim loại có thể bị sét đánh.
Trong nhiều trường hợp, cùng một hệ thống nối đất đồng thời thực hiện hai hoặc ba nhiệm vụ nói trên.
Các loại nối đất thông thường thực hiện bằng một hệ thống những cọc thép (hoặc đồng) đóng vào đất hoặc những thanh ngang cùng loại vật liệu chôn trong đất. Cọc và thanh nối liền với nhau và nối liền với vật cần nối đất. Cọc thường làm bằng thép ống hoặc thép thanh tròn không rỉ (hoặc mạ kẽm), đường kính 2 đến 6cm, dài từ 2 đến 4 mét hoặc làm bằng thép góc 40x40mm2, 50x50mm2, 60x60mm2, đóng thẳng đứng vào đất. Còn thanh ngang làm bằng thép dẹt tiết diện (3¸5)x(20¸40)mm2 hoặc bằng thép thanh tròn đường kính 10 đến 20mm. Cọc và thanh được gọi chung là cực nối đất, thường chôn sâu cách mặt đất 50 đến 80cm để giảm bớt ảnh hưởng của thời tiết không thuận lợi (quá khô về mùa nắng và bị băng giá về mùa đông) và tránh khả năng bị hư hỏng về cơ giới (do đào bới, cày cuốc).
11.2.Tính toán trang bị nối đất. Cách thực hiện nối đất.Có 2 loại.
- Nối đất tự nhiên : là sử dụng các ống dẫn nước hay các ống kim loại khác đặt trong đất (trừ các ống dẫn nhiên liệu lỏng và khí), các kết cấu kim loại công trình nhà cửa có nối đất các vỏ bọc kim loại của cáp đặt trong đất v.v…làm trang bị nối đất. Khi xây dựng trang thiết bị nối đất cần phải tận dụng vật liệu tự nhiên có sẵn. Điện trở nối đất được xác định bằng cách đo thực tế tại chỗ hoặc theo các tài liệu gần đúng.
- Nối đất nhân tạo : thường thực hiện bằng cọc thép, thanh thép dẹt hình chữ nhật hay hình thép góc dài 2 – 3 m đóng sâu xuống đất. Để chống ăn mọn kim loại các ống thép, thanh thép dẹt, thép góc nên có chiều dày > 4mm.
- Dây nối đất cần phải có tiết diện thoã mãn độ bền cơ khí và ổn định dòng điện cho phép lâu dài. Dây nối đất có tiết diện luôn luôn lớn hơn dây dẫn pha, thường dùng thép có tiết diện 120mm2, nhôm 35mm2, đồng 5mm2.
- Đối với mạng điện < 1000V thì điện trở nối đất tại mọi thời điểm trong năm không vượt quá 4W.
- Trong nhiều trường hợp dây dẫn rơi xuống đất hay khi cách điện thiết bị chọc thủng sẽ có dòng xuống đất và tạo ra xung quanh điểm có dòng điện đi qua nhiều điện thế khác nhau. Điện thế có giá trị lớn nhất ở điểm chạm đất và ở xa 20m thì điện thế gần bằng 0.
- Các hệ thống nối đất khác nhau đặc trưng bởi nối đất trung tính máy biến áp phân phối và nối đất vỏ thiết bị. Chọn lựa cách nối đất sẽ kéo theo các biện pháp cần thiết để bảo vệ chống chạm điện.
- Có các dạng sơ đồ : IT, TT, TNC, TNS, TNC-S
+ Do thiết kế mạng điện công trình này có tiết diện dây dẫn không đồng đều nên vấn đề an toàn điện đặt lên hàng đầu. Vì vậy ta sử dụng sơ đồ TN-S
+ Đặc điểm sơ đồ TNS : là sơ đồ 5 dây, trong đó 3 dây pha, 1 dây trung tính và 1 dây PE. Điểm trung tính máy biến áp nối vào điểm đầu của lưới. Các vỏ kim loại và vật dẫn được nối với dây bảo vệ PE, dây PE đi riêng và được định cở theo dòng sự cố lớn nhất. Trong điều kiện bình thường dây PE không có sục áp.
- Tính toán nối đất cho toà nhà. Ta sử dụng công thức
Tổng điện trở của hệ thống :
;
Với R1c là điện trở 1 cọc [W]
l là chiều dài cọc [m]
rtt-cọc là điện trở suất tính toán của cọc
rtt-thanh là điện trở suất tính toán của thanh
t là độ sâu chôn cọc.
Rt là điện trở thanh dẹt [W]
b là bề rộng thanh dẹt
Hệ số hiệu chỉnh (Kcọc ;Kthanh ) ; rđất ;hệ số sử dụng (hc ; ht) và các công thức tra ở bảng 10-1, 10-2, 10-3 sách cung cấp điện, tác giả Nguyễn Xuân Phú (chủ biên) – Nguyễn Công Hiên – Nguyễn Bội Khuê, nhà xuất bản Khoa học – Kỹ thuật – trang 385.
11.2.1.Thiết kế nối đất cho trạm biến thế
- Đất ở khu vực toà nhà là loại đất sét, có rđất = 104 [Wcm]
- Đất khô nên chọn hệ số mùa Kcọc = 1,4 và Kthanh = 1,6
=> rtt-cọc = Kcọc. rđất = 1,4.104 = 140 [Wm] ; rtt-thanh = Kthanh. rđất = 1,6.104 = 160 [Wm]
- Trước tiên ta ước đoán sơ bộ dùng 6 cọc thép góc L có kích thước (60x60x6)mm dài l = 3,5m được đóng thẳng đứng chìm sâu xuống đất cách mặt đất h = 0,8m.
- Đường kính ngoài đẳng trị của cọc thép góc : d = 0,95.b = 0,95.0,06 = 0,057m
- Độ chôn sâu của cọc, tính từ mặt đất đến điểm giữa của cọc :
=> t = h + l/2 = 0,8 + 3,5/2 = 2,55 [m]
=>Điện trở của 1 cọc :
- Các cọc được chôn thành mạch vòng, tỉ số a/l = 2 => hc = 0,78 ; ht = 0,55
=> Vậy chọn n = 6 cọc, mỗi cọc cách nhau a = 7m
- Điện trở khuếch tán của 6 cọc :
=> Dùng thanh thép dẹt có kích thước (40x4)mm chôn sâu 0,8m và nối thành vòng qua 6 cọc.
- Tổng chiều dài của các thanh nằm ngang : L = 7.6 = 42[m]
< 4 [W], kết hợp với nối đất tự nhiên thì Rnđ sẽ < 3,8305 [W]. Vậy hệ thống nối đất thoã mãn yêu cầu.
11.2.2.Thết kế nối đất chống sét cho toà nhà
- Dùng cọc thép góc (60x60x6)mm, chiều dài l = 2,5m đóng thẳng xuống và cách mặt đất 0,8m.
- Độ chôn sâu của cọc, tính từ mặt đất đến điểm giữa của cọc :
=> t = h + l/2 = 0,8 + 2,5/2 = 2,05 [m]
=>Điện trở của 1 cọc :
- Các cọc được chôn thành dãy, tỉ số a/l = 2 => hc = 0,75 ; ht = 0,75
- Điện trở khuếch tán 10 cọc :
=> Dùng thanh thép dẹt có kích thước (40x4)mm chôn sâu 0,8m và nối qua 10 cọc.
- Tổng chiều dài của các thanh nằm ngang : L = 5.9 = 45 [m]
- Do mật độ dòng điện chạy qua hệ thống nối đất trong thời gian sét đánh sẽ rất lớn nên ta tính điện trở xung của một điện cực (Rx) thông qua hệ số xung của hệ thống nối đất a. Tra bảng 10-4; 10-5 sách cung cấp điện, tác giả Nguyễn Xuân Phú (chủ biên) – Nguyễn Công Hiên – Nguyễn Bội Khuê, nhà xuất bản Khoa học – Kỹ thuật – trang 388.
Lấy giá trị dòng sét 20 KA => acọc = 0,7 ; athanh = 0,65
=>Rx-cọc = acọc.Rc = 0,7.4,82 = 3,37 [W] ; Rx-thanh = athanh.Rt = 0,65.8,37 = 5,44 [W]
, kết hợp với nối đất tự nhiên thì Rnđ sẽ < 2,08 [W]. Vậy hệ thống nối đất chống sét thoã mãn yêu cầu.
Bảng tổng kết nối đất cho trạm và chống sét toà nhà :
Nối đất
Lắp đặt
cọc
thanh
a
[m]
l
[m]
h
[m]
Rnđ-tính toán
[W]
Số cọc
Kích thước
[mm]
Số thanh
Kích thước
[mm]
Trạm biến thế
Mạch vòng
6
Thép góc
60x60x6
6
Thép góc
60x60x6
7
3,5
0,8
3,83
Chống sét cho toà nhà
Thành dãy
10
Thanh dẹt
40x4
9
Thanh dẹt
40x4
5
2,5
0,8
2,08
KẾT LUẬN
-----*o*-----
Trên đây là tất cả phần thiết kế của đề tài được giao. Kết quả thiết kế tính toán là tổng hợp toàn bộ kiến thức mà em đã tiếp thu được trong thời gian học tập tại trường, quá trình khảo sát thực tế và nhờ sự hướng dẫn tận tình Thầy Nguyễn Xuân Phú trong thời gian thực hiện đề tài, giúp đỡ em hoàn thành luận văn này đúng thời gian quy định.
Trong quá trình tính toán thiết kế em hoàn toàn tuân thủ theo các bước quy định của công việc thiết kế tính toán. Kết hợp tham khảo nhiều tài liệu và ý kiến của Thầy Nguyễn Xuân Phú góp phần cho em thiết kế tính toán thuận lợi hơn, từ đó chọn ra được phương án tối ưu để thiết kế, đảm bảo tính kỹ thuật và kinh tế nhất.
Tuy nhiên trong quá trình làm luận văn. Do kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế nên luận văn còn nhiều sai xót. Kính mong quý Thầy Cô thông cảm và góp ý để em có thêm kiến thức, kinh nghiệm quý báu cho công việc của người kỹ sư sau này.
Tp.Hồ Chí Minh, ngày 19 tháng 01 năm 2008 Sinh viên thực hiện
SV : Nguyễn Công Tráng
TÀI LIỆU THAM KHẢO
-----------------///----------------
1.Sách “sổ tay LỰA CHỌN VÀ TRA CỨU THIẾT BỊ ĐIỆN từ 0,4 đến 500KV”, tác giả Ngô Hồng Quang.
2.Sách “cung cấp điện”, tác giả Nguyễn Xuân Phú (chủ biên) – Nguyễn Công Hiên – Nguyễn Bội Khuê, nhà xuất bản Khoa học – Kỹ thuật.
3.Sách “HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN”, tác giả PHAN THANH BÌNH, DƯƠNG LAN HƯƠNG, PHAN THỊ THU VÂN.
4.Sách “hướng dẫn sử dụng phần mềm THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG”, Cô Dương Lan Hương – Đại Học Quốc Gia Tp.HCM – Trường Đại Học Bách Khoa.
5.Sách “Giáo trình mạng và cung cấp điện”, Cô Phan Thị Thanh Vân.
6.Sách “KĨ THUẬT CHIẾU SÁNG”, Cô Dương Lan Hương - nhà xuất bản Khoa học – Kỹ thuật.
7.Sách “KĨ THUẬT CHIẾU SÁNG CHO NHÀ VÀ CÔNG TRÌNH” Theo tiêu chuẩn Việt Nam, nhà xuất bản xây dựng.
8.Sách “HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ LẮP ĐẶT ĐIỆN”, Theo tiêu chuẩn quốc tế IEC – Schneider, nhà xuất bản Khoa học – Kỹ thuật.
9.Và một số tài liệu khác….
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- LUAN VAN CHINH THUC.doc